Basi di dati

A.A. 2015/2016
Insegnamento per
12
Crediti massimi
120
Ore totali
Lingua
Italiano
Obiettivi formativi
Il corso si propone di fornire i concetti fondamentali relativamente alle basi di dati e ai sistemi per la loro gestione, con particolare riguardo ai sistemi di basi di dati relazionali. Il corso prevede una parte di teoria dedicata a modelli, linguaggi, metodologie di progettazione e agli aspetti di sicurezza e transazioni, e una parte di laboratorio dedicata all'acquisizione e uso di strumenti di gestione e progettazione di basi di dati relazionali e alle principali tecnologie di basi di dati e Web.

Struttura insegnamento e programma

Linea Milano
Edizione attiva
Responsabile
Laboratori: 48 ore
Lezioni: 72 ore
Turni:
Docente: Ferrara Alfio
Programma
Modulo di basi di dati
Introduzione alle basi di dati: Sistemi informativi, informazioni e dati. Basi di dati e sistemi di gestione di basi di dati. Modelli dei dati. Concetti di schema e istanza. Livelli di astrazione nei DBMS. Indipendenza dei dati. Linguaggi e utenti delle basi di dati.
Il modello relazionale: Relazioni e tabelle. Schema e istanza di una relazione. Caratteristiche delle relazioni. Informazione incompleta e valori nulli. Chiavi. Vincoli di integrità. Algebra relazionale: definizioni, operatori. Definizione di equivalenza di espressioni relazionali e trasformazioni di equivalenza.
Il linguaggio SQL: Definizione dei dati in SQL. Definizione di schemi, tabelle, domini. Rappresentazione di vincoli. Operazioni di modifica e cancellazione degli elementi dello schema. Interrogazioni in SQL: interrogazioni semplici, operatori aggregati, interrogazioni con raggruppamento, interrogazioni di tipo insiemistico, interrogazioni nidificate. Manipolazione dei dati in SQL: operazioni di insert, delete, e update. Asserzioni. Vincoli di integrità generici. Trigger: definizione e uso (cenni). Viste: definizione, uso, problemi di aggiornabilità (cenni).
Il modello Entità-Relazione: I costrutti di base (entità, relazioni, attributi). Gerarchie di generalizzazione e identificatori. Vincoli di integrità. Documentazione di schemi ER.
Progettazione di basi di dati: Metodologie di progettazione. Analisi dei requisiti sui dati. Strategie top-down, bottom-up e mixed per la progettazione di schemi concettuali. Qualità di uno schema concettuale. Progettazione logica e modellazione del carico della base di dati; ristrutturazione dello schema dati in funzione del carico. Progettazione logica di basi di dati relazionali: regole di traduzione da schemi Entità-Relazione a schemi relazionali. Concetto di indice e criteri per la definizione di indici nella progettazione fisica di basi di dati (cenni).
La normalizzazione: Concetto di dipendenza funzionale. Forme normali di schemi di relazione: 1NF, 2NF, 3NF, Boyce-Codd NF. Decomposizione di relazioni: decomposizione senza perdita e conservazione delle dipendenze.
Sicurezza delle basi di dati: Il problema della protezione dei dati. Concetti di autenticazione, controllo dell'accesso e auditing. Politiche di sicurezza. Politiche discrezionali e mandatorie. Il problema del cavallo di Troia. Il modello di autorizzazione del SystemR. Revoca ricorsiva di autorizzazioni.
Transazioni: Concetto di transazione in un DBMS. Proprietà ACIDe delle transazioni.

Modulo di Laboratorio
DBMS. Tipologie di DBMS e architettura client/server dei DBMS. Confronto fra i principali prodotti disponibili. PostgreSQL: installazione e configurazione, architettura, principali comandi, creazione di basi di dati e utenti, creazione di tabelle, chiavi primarie e chiavi esterne, implementazione di vincoli di integrità referenziale. Strumenti CASE di supporto alla progettazione di basi di dati. Principali caratteristiche dello strumento ERWin. Reverse engineering di una base di dati.
Embedded SQL e PL/SQL. Sviluppo di applicazioni in ambiente SQL. Introduzione a embedded SQL. Il concetto di cursore. Introduzione a Oracle PL/SQL. La struttura delle istruzioni di PL/SQL. Variabili e tipi. L'uso di query SQL in programmi PL/SQL. Cicli e controllo di flusso: if, loop, while, for. Uso di cursori in PL/SQL. Introduzione a PLpgSQL. Procedure, funzioni e trigger in PLpgSQL.
Basi di dati e Web. Introduzione all'architettura Web. Il protocollo HTTP e la condizione stateless del Web. I Web Server: funzionalità generali e configurazione del Web server Apache. Programmazione lato client, programmazione lato server e tecnologia CGI. Architettura Web con impiego di script lato server. PHP: installazione e caratteristiche principali. Parametri e passaggio di valori fra pagine. I metodi GET e POST. Strutture di controllo, tipi di dato, variabili superglobal. Interazione con i database, il driver ODBC, il driver JDBC, librerie di comunicazione con PostgreSQL, le librerie PEAR. Persistenza nelle comunicazioni client/server: cookie e sessioni. Interazione con il file system: upload/download di oggetti. Invio di posta elettronica tramite script PHP. Linguaggio XML e utilizzo di XML con PHP.
Propedeuticità
Programmazione
Prerequisiti e modalità di esame
L'esame si compone di una prova scritta, una prova di laboratorio e un'eventuale prova orale. La prova scritta è composta da esercizi da svolgere e da quiz a scelta multipla e risposta chiusa su tutto il programma d'esame coprendo sia gli aspetti teorici sia quelli connessi con i linguaggi e gli strumenti di progettazione e gestione delle basi di dati. La prova scritta produce un voto in trentesimi. Dopo la prova scritta lo studente con voto maggiore di 25/30 può sostenere una prova orale che può riguardare un qualunque argomento del programma d'esame. La prova orale non comporta necessariamente un miglioramento del voto. La prova di laboratorio è obbligatoria e prevede lo svolgimento di un progetto relativo alla progettazione e realizzazione di un'applicazione di basi di dati. Il voto della prova di laboratorio incide sul voto della prova scritta fino a un massimo di tre punti.
Metodi didattici
Modalità di esame: Scritto con (eventuale) orale + progetto di laboratorio; Modalità di frequenza: Fortemente consigliata; Modalità di erogazione: Lezioni frontali e di laboratorio.
Materiale didattico e bibliografia
· R. Elmasri, S.B. Navathe, Sistemi di basi di dati - Fondamenti (6 ed.), edizione italiana a cura di S. Castano, Pearson-Addison Wesley, 2011
(Capp.1-9, Capp.9-13, Cap. 15 (§15.1,§15.2), Cap.16)
· S.Castano. M. Fugini, G. Martella, P. Samarati, Database security, Addison Wesley, 1995.
(Cap. 1, Cap. 4 (§4.2.2). Su questo tema è disponibile una dispensa fornita dal docente)
· PostgreSQL. http://www.postgresql.org/
· PHP. www.php.net
· Materiale didattico integrativo disponibile sul sito web del corso
Periodo
Primo semestre
Periodo
Primo semestre
Modalità di valutazione
Esame
Giudizio di valutazione
voto verbalizzato in trentesimi
Docente/i
Ricevimento:
Ricevimento su appuntamento tramite email
Ricevimento:
Venerdì, 11.30 - 13.30
Dipartimento di Informatica, via Comelico 39, Stanza S221
Ricevimento:
Giovedì, ore 11-12 (controllare eventuali spostamenti alla pagina specificata)
Stanza S209, Dipartimento di Informatica, Via Comelico 39 - 20135 Milano